SMD LED 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T 데이터시트 - 1.6x0.8mm - 3.2V - 110mW - Blue - English Technical Documentation

1. 제품 개요

16-213/BHC-ZL1M2QY/3T는 청색 InGaN 반도체 칩을 사용한 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 부품은 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 현대적 고밀도 전자 어셈블리를 위해 설계되었습니다. 주요 가치 제안은 신뢰할 수 있는 광학 성능을 유지하면서 최종 제품의 소형화를 가능하게 한다는 점에 있습니다.

The LED is packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with automated pick-and-place assembly equipment. This compatibility streamlines high-volume manufacturing processes. The device is constructed with lead-free (Pb-free) materials and complies with the European Union's Restriction of Hazardous Substances (RoHS) directive, Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACH) regulation, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). It is qualified for use with both infrared and vapor phase reflow soldering processes.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격들은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계 스트레스를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상에서의 동작은 보장되지 않으며, 회로 설계 시 피해야 합니다.

• 역방향 전압 (V_R): 5 V. 역방향 바이어스 방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F): 25 mA. 신뢰할 수 있는 장기 운전을 위해 권장되는 최대 DC 전류입니다.
• Peak Forward Current (I_FP): 100 mA. 이 펄스 전류 정격(1/10 듀티 사이클, 1 kHz 기준)은 짧은 과도 상태를 위한 것으로, 연속 운전용이 아닙니다.
• 전력 소산 (P_d): 110 mW. 이는 주변 온도 25°C에서 장치 내 허용 가능한 최대 전력 손실(V_F * I_F)입니다. 더 높은 온도에서는 감액이 필요합니다.
• 정전기 방전 (ESD) 내성: 150 V (Human Body Model). 조립 및 취급 시 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 동작 온도 (T_opr): -40°C ~ +85°C. 본 장치는 이 넓은 산업용 온도 범위에서 기능합니다.
• 보관 온도 (T_stg): -40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (T_솔): 본 패키지는 피크 온도 260°C에서 최대 10초간 리플로우 솔더링을, 또는 단자당 350°C에서 최대 3초간 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 Electro-Optical Characteristics

이 매개변수들은 별도로 명시되지 않는 한, 일반적으로 주변 온도(T_a) 25°C, 순방향 전류(I_F) 5 mA 조건에서 측정됩니다. 이들은 핵심적인 광 출력과 전기적 성능을 정의합니다.

• 광도(I_v): 최소 11.5 mcd에서 최대 28.5 mcd까지의 범위를 가집니다. 일반적인 값은 이 범위 내에 있습니다. ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2): 약 120도입니다. 이는 0도(정축)에서 측정된 최대 광도의 절반이 되는 전체 각도입니다.
• 피크 파장 (λ_p): 일반적으로 468 nm입니다. 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대에 도달하는 파장입니다.
• 주도 파장 (λ_d): 465 nm에서 475 nm 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상을 정의합니다. ±1 nm의 허용 오차가 적용됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 일반적으로 25 nm입니다. 이는 발광 스펙트럼의 반치전폭(FWHM)으로, 색 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F): I = 5mA에서 2.7 V에서 3.2 V 범위입니다. ±0.05V의 허용 오차가 적용됩니다._F = 5mA. A tolerance of ±0.05V applies. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역전류 (I_R): 5V의 역바이어스가 인가되었을 때 최대 50 μA.

3. Binning System 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 성능 등급(Bin)으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 등급

I_F = 5 mA에서 등급 분류됨. 코드 L1, L2, M1, M2는 증가하는 광 출력 수준을 나타냅니다.

• L1: 11.5 – 14.5 mcd
• L2: 14.5 – 18.0 mcd
• M1: 18.0 – 22.5 mcd
• M2: 22.5 – 28.5 mcd

3.2 주 파장 빈

I_F = 5 mA. 정확한 파란색의 농도를 정의합니다.

• X: 465 – 470 nm
• Y: 470 – 475 nm

3.3 순방향 전압 빈

I_F = 5 mA. 전류 제한 회로 설계 및 전력 소비 관리에 중요합니다.

• 29: 2.7 – 2.8 V
• 30: 2.8 – 2.9 V
• 31: 2.9 – 3.0 V
• 32: 3.0 – 3.1 V
• 33: 3.1 – 3.2 V

4. Performance Curve Analysis

데이터시트는 T=25°C에서 측정된 여러 특성 곡선을 제공하여 다양한 조건에서의 성능을 파악할 수 있게 합니다._a=25°C, offering insight into performance under varying conditions.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 지수적 관계를 보여줍니다. 주어진 전류(예: 5mA, 20mA)에 대한 동작점은 이 그래프에서 결정할 수 있으며, 이는 적절한 전류 제한 저항이나 구동 회로를 선택하는 데 중요합니다.

4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current

광 출력은 순방향 전류가 증가함에 따라 증가하지만, 특히 높은 전류에서 그 관계는 완벽하게 선형적이지 않습니다. 이 그래프는 설계자가 서로 다른 전류 수준에서 LED를 구동할 때 효율성의 절충점을 이해하는 데 도움을 줍니다.

3.3 광도 대 주변 온도

접합 온도가 상승함에 따라 LED의 광 출력은 감소합니다. 이 디레이팅 곡선은 높은 주변 온도에서 동작하는 애플리케이션에 매우 중요합니다. 이 곡선은 온도가 -40°C에서 +100°C로 증가함에 따라 상대 광도가 떨어지는 것을 보여줍니다.

4.4 순방향 전류 감액 곡선

소비 전력 한계와 직접적으로 관련된 이 곡선은 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 명시합니다. 과열을 방지하고 수명을 보장하기 위해 25°C 이상에서 동작할 때는 구동 전류를 감소시켜야 합니다.

4.5 Spectrum Distribution

이 그래프는 파장 스펙트럼에 걸쳐 방출된 상대적 광 출력을 보여주며, 특징적인 대역폭을 가진 ~468 nm의 피크 파장을 중심으로 합니다. 이는 청색 발광을 확인시켜 줍니다.

4.6 Radiation Pattern

빛의 공간적 분포를 나타내는 극좌표 다이어그램. 이 패턴을 통해 120도의 시야각이 시각적으로 확인되며, 광이 넓은 Lambertian-like 분포로 방출되는 방식을 보여줍니다.

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

해당 LED는 표준 1608 (1.6mm x 0.8mm) 칩 LED 풋프린트를 준수합니다. 주요 치수는 전체 길이, 너비, 높이 및 전극 패드 간격과 크기를 포함합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 공차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 참고용으로 제공되지만, 설계자는 특정 조립 공정과 신뢰성 요구사항에 따라 이를 수정할 것을 권장합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 패키지 자체에 녹색 빛깔이나 기타 시각적 표시로 표시됩니다. 정확한 표시 방식은 데이터시트를 참조해야 합니다. 올바른 극성은 회로 동작에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 온도 프로파일은 다음과 같이 규정됩니다:

• 예비 가열: 150–200°C에서 60–120초 동안.
• 액상선 이상 시간 (TAL): 217°C 이상에서 60–150초.
• 최고 온도: 최대 260°C, 최대 10초 동안 유지.
• 가열 속도: 최대 255°C까지 초당 최대 6°C.
• 냉각 속도: 최대 3°C/초.
• 리플로우 한계: 조립체는 리플로우 솔더링을 두 번 이상 거치지 않아야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 이하로 유지해야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 아이언(≤25W) 사용을 권장합니다. 열 충격을 방지하기 위해 각 단자를 솔더링할 때마다 최소 2초의 냉각 간격을 두어야 합니다.

6.3 보관 및 Moisture Sensitivity

LED는 건조제와 함께 방습 포장지에 포장되어 있습니다.

• 개봉 전: 30°C 이하, 상대습도 90% 이하에서 보관하십시오.
• 개봉 후: "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년입니다. 사용하지 않은 장치는 방습 포장으로 재밀봉해야 합니다.
• 베이킹: 건제 표시기가 변색되었거나 저장 기간을 초과한 경우, 리플로우 전에 "팝코닝"(수증기 압력에 의한 패키지 균열)을 방지하기 위해 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

6.4 중요 주의사항

• 전류 제한: 외부 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기는 필수입니다. LED의 지수적 I-V 특성으로 인해 작은 전압 변화가 큰 전류 변화를 일으켜 즉시 손상으로 이어질 수 있습니다.
• 기계적 응력: 납땜 또는 최종 조립 시 LED 본체에 응력을 가하지 마십시오. 납땜 후 PCB를 휘지 마십시오.
• 수리: 납땜 후 수리는 권장하지 않습니다. 불가피한 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열하여 솔더 조인트에 기계적 스트레스를 방지하기 위해 전문 이중 헤드 납땜 인두를 사용해야 합니다. LED 특성에 미치는 영향은 사전에 평가해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

부품은 폭 8mm의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있으며, 각 릴에는 3000개(POS)가 포함되어 있습니다. 캐리어 테이프의 포켓 간격 및 릴 허브 크기를 포함한 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 몇 가지 주요 코드가 포함되어 있습니다:

• CPN: 고객사 부품 번호 (선택 사항).
• P/N: 제조사 전체 부품 번호 (예: 16-213/BHC-ZL1M2QY/3T).
• 수량: 릴 당 포장 수량.
• CAT: 광도 등급 (예: L1, M2).
• 색상: 색도/주파장 등급 (예: X, Y).
• REF: 순방향 전압 등급 (예: 30, 32).
• LOT No: 추적 가능한 제조 로트 번호.

8. 적용 제안

8.1 대표적인 적용 시나리오

• Backlighting: 자동차 계기판, 가전 제품, 산업용 제어판의 지시등, 스위치, 심볼 및 소형 LCD 패널의 백라이트에 이상적입니다.
• 상태 표시등: 통신 장비(전화, 팩스), 네트워킹 하드웨어 및 컴퓨터 주변 장치의 전원, 연결 또는 기능 상태 표시등에 완벽합니다.
• 일반 목적 조명: 소형, 신뢰성 높고 저전력의 청색 표시등이 필요한 모든 용도에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항

• 회로 설계: 항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 저항값은 R = (V_supply - V_F) / I_F, 여기서 V_F 는 보수적인 설계를 위해 최대 빈 값(예: 3.2V)에서 선택해야 합니다.
• 열 관리: 고온 환경에서 연속 작동하거나 최대 전류 근처에서 사용할 경우, PCB 레이아웃을 통해 방열을 고려해야 합니다. 디레이팅 곡선을 참고하여 안전한 작동 전류를 선택하십시오.
• 광학 설계: 120도 시야각으로 넓은 가시성을 제공합니다. 집중된 빛이 필요한 경우 외부 렌즈가 필요할 수 있습니다. 워터클리어 수지 패키지는 칩 색상이 허용되는 애플리케이션에 적합합니다.

9. 기술적 비교 및 차별화

더 큰 리드형 LED와 비교했을 때 이 1608 패키지 LED의 주요 장점은 극도의 소형화로, PCB상에서 더 높은 실장 밀도와 궁극적으로 더 작은 최종 제품을 가능하게 한다는 점입니다. 다른 SMD 패키지와 비교했을 때, 1608은 크기와 조립 과정에서의 취급 용이성 사이에서 좋은 균형을 제공합니다. 현대적인 환경 규정(RoHS, Halogen-Free)을 준수하므로 엄격한 재료 제한이 있는 글로벌 시장에 적합합니다. 명시된 빈닝 구조는 설계자에게 예측 가능한 성능을 제공하며, 이는 여러 유닛에 걸쳐 일관된 색상과 밝기가 필요한 애플리케이션에 매우 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 파라미터 기준)

10.1 5V 전원 공급 장치와 함께 사용해야 할 저항 값은 얼마입니까?

최대 V_F 3.2V와 목표 I_F 5mA를 사용하여: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360 Ω. 가장 가까운 표준 상위 값(예: 390 Ω)은 약 4.6mA의 약간 더 안전한 전류를 제공할 것입니다.

10.2 이 LED를 20mA로 지속적으로 구동할 수 있습니까?

예, 연속 순방향 전류의 절대 최대 정격은 25 mA입니다. 그러나 주변 온도가 25°C를 초과하는 경우 감액 곡선을 참조해야 합니다. 85°C에서는 허용 최대 전류가 현저히 낮아집니다. 또한 20mA로 구동하면 더 높은 광 출력을 얻을 수 있지만 효율이 감소하고 접합 온도가 상승합니다.

10.3 "water clear" 수지 색상은 무엇을 의미합니까?

이는 반도체 칩을 캡슐화하는 에폭시가 확산되거나 색조가 입혀지지 않은 투명한 상태임을 의미합니다. 이를 통해 청색 InGaN 칩의 실제 색상을 직접 볼 수 있어 더욱 포화된 색좌표를 얻을 수 있지만, 미세한 칩 자체가 보일 수도 있습니다.

10.4 저장 및 베이킹 정보가 왜 그렇게 중요한가요?

SMD 플라스틱 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 급격히 증기로 변하면 내부 박리 또는 균열("팝코닝")을 일으켜 소자를 파괴할 수 있습니다. 규정된 베이킹은 이 수분을 제거합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 휴대용 의료 기기를 위한 다중 지시등 패널 설계. 이 기기는 여러 개의 파란색 상태 LED("전원 켜짐"\